2.1.1空气的成分混合物和纯净物课件(共56张PPT内嵌视频)2023-2024学年度科粤版化学九年级上册

(共56张PPT)
九上 化学
科粤版
2.1.1 空气的成分
混合物和纯净物
学习目标
新课引入
新知学习
课堂小结
1
2
3
4
教学环节
学习目标
难点
重点
1. 认识空气的成分，能说出各成分的大致含量，知道空气各成分的主要用途
2. 了解测定空气中氧气含量的实验原理、装置及产生误差的原因
3. 了解混合物及纯净物的概念
重点
一物到处有，
用棒赶不走；
眼睛看不见，
手摸也没有；
咀嚼无滋味，
没它活不久。
空气
新课引入
300 mL
如何证明这个烧杯中确实存在空气呢？
？
水槽中的液面和烧杯中的液面存在液面差，则可以证明空气的存在
思考
新知学习
窗帘飘动
风吹动树叶
空气由什么组成的呢？
科学家们对空气成分的研究史
17世纪中叶以前，人们对空气和气体的认识还是模糊的。
18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性。
科学家们对空气成分的研究史
英国化学家
丹尼尔·卢瑟福
（1749—1819）
发现空气中
存在氮气。
科学家们对空气成分的研究史
英国化学家
普利斯特里
（1733—1804）
瑞典化学家
舍勒
（1742—1786）
发现空气
中存在氧气，
并制得氧气。
由于被传统的燃素说所束缚，并没有定量的测出空气中氮气和氧气的含量。
科学家们对空气成分的研究史
他摆脱了传统的燃素说的束缚，尊重事实，对实验作了科学的分析和判断，揭示了燃烧是物质与空气里的氧气发生了反应。指出物质里根本不存在所谓的燃素。
法国化学家
拉瓦锡
（1743—1794）
假如你是当时的拉瓦锡，你该如何测量空气中氮气和氧气的含量呢？
甲同学：
乙同学：
氮气
氧气
空气（体积已知）
冷却变为液体
测余下气体的体积
氮气
氧气
50mL空气
反应掉变成不占体积的（固、液）
测余下气体的体积
假如你是当时的拉瓦锡，你该如何测量空气中氮气和氧气的含量呢？
归纳
一定体积的空气（密闭容器）
氮气 氧气
分离
阅读教材第32页《知识视窗》
（1）曲颈甑中和汞槽中的汞分别起什么作用？
（2）为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升？
（3）什么现象能说明空气中氧气的含量？
思考
银白色
液体
Hg
红色
固体
HgO
无色
气体
O2
反应
装置
汞 + 氧气
加热
氧化汞
（1）曲颈甑中和汞槽中的汞分别起什么作用？
思考
曲颈甑中的汞：与密闭体系中的氧气反应，将其耗尽。
汞槽中的汞：形成密闭体系；通过汞槽中汞的液面变化情况进而判断密闭体系中氧气的体积。
银白色
液体
Hg
红色
固体
HgO
无色
气体
O2
反应
装置
汞 + 氧气
加热
氧化汞
（2）为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升？
思考
汞和密闭体系中的氧气反应，生成固体氧化汞，密闭体系中气体的量减少，气压变小，小于大气压，因此大气压将汞压入到玻璃钟罩内，钟罩内汞的液面上升。
装置
银白色
液体
Hg
红色
固体
HgO
无色
气体
O2
反应
汞 + 氧气
加热
氧化汞
（3）什么现象能说明空气中氧气的含量？
思考
容器里的空气体积减少了约 。
装置
银白色
液体
Hg
红色
固体
HgO
无色
气体
O2
反应
汞 + 氧气
加热
氧化汞
反应
红磷
+ 氧气
点燃
五氧化二磷
P O2 P2O5
白色固体
易溶于水
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
装置
燃烧匙
止水夹
水
水
红磷
实验原理
由于过量的红磷燃烧时基本耗尽了集气瓶内空气中的氧气，使瓶内气体减少，压强降低。打开止水夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。集气瓶内被消耗的氧气的体积就是进入集气瓶中水的体积。
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
实验操作
（1）实验前检查该装置的气密性，确认气密
性良好进行实验。
（2）用记号将集气瓶的容积划分为5等份。
（3）点燃燃烧匙中的红磷，迅速插入集气瓶
中，塞好胶塞。
（4）冷却后，松开止水夹。
止水夹
燃烧匙
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
燃烧前
燃烧中
燃烧后
红磷燃烧实验现象记录
暗红色的固体
产生大量白烟
剧烈燃烧，发出黄白色火焰，放出大量热
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
实验现象
待装置冷却到室温，打开止水夹，烧杯中的水倒吸入集气瓶中，且约占集气瓶中原空气体积的
实验结论
氧气约占空气体积的
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
集气瓶中的水上升到约 后，不能继续上升，说明剩余气体有什么性质？
说明剩余的气体不能燃烧也不支持燃烧，且不易溶于水。
止水夹
燃烧匙
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
实验中进入水的体积小于空气总体积的 ，可能的原因有哪些？
1.装置漏气；
2.红磷的量不足；
3.导管中没有事先注满水；
4.未冷却到室温就打开弹簧夹。
止水夹
燃烧匙
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
实验中进入水的体积大于空气总体积的 ，可能的原因有哪些？
1.实验前未夹紧弹簧夹，红磷燃烧时气体沿导管逸出；
2.燃烧匙伸入过慢或未立即塞上胶塞，瓶内空气受热逸出。
止水夹
燃烧匙
原理：选择合适的药品，如：只与空气中的O2反应，且生成物不是气体等。
装置：密闭装置连接体现气压变化的液体装置。
操作：气密性好、充分消耗氧气、减少温度影响等。
现象：物质变化的现象、液体的体积变化就是消耗
氧气的体积。
结论：氧气约占空气体积的 。
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
思考
从误差角度分析，你能对实验装置进行改进吗？
优点:
①因装置始终处于密闭状态，避免了因装置漏气导致测量结果出现偏差；
②环保，因在密闭装置中进行反应，避免了五氧化二磷对环境的污染。
Ⅰ 空气中氧气含量的测定
思考
从误差角度分析，你能对实验装置进行改进吗？
优点:实验结果更精准。
1.下图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列说法错误的是(　　)
A.红磷燃烧产生大量白烟，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
B.做该实验前，应检查装置的气密性
C.空气中氮气难溶于水是该法测定的前提
D.若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于五分之一
A
针对训练
1892年，英国物理学家雷利发现
科学家们对空气成分的研究史
密 度
含氮化合物分解得到的氮气 1.2505 g/L
从空气中分离出氧气留下的氮气 1.2572 g/L
对上述问题你有什么看法呢？
他怀疑从空气中分离出来的氮气中可能还含有尚未被发现的较重的气体。
科学家们对空气成分的研究史
英国物理学家雷利（1842—1919）
英国化学家拉姆塞（1852—1916）
19世纪末，他们都通过实验得到一些残余的气体，经过多方面实验断定：它是另一种化学性质极不活泼的物质，定名为氩。
科学家们对空气成分的研究史
1868年 氦
1898年 氪、氖和氙
1900年 氡
Ⅱ 空气有那些成分
按体积分数计算
氮气（78%）
氧气（21%）
稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙等）
（0.94%）
二氧化碳（0.03%）
其他（0.03%）
你知道里面的气体是什么吗？
薯片
粮食
资料卡片
薯片或粮食等储存中常充入氮气用作保护气，可以营造低氧或者无氧的环境，从而可以防止食物腐烂变质。
氮气
为什么氮气可以用作保护气呢？
复习回顾
物理
性质
化学
性质
无色气体
难溶于水
不能燃烧
不支持燃烧
氮 气 的 性 质
不与红磷反应
用 途
性 质
决定
体现
化 学 性 质 不 活 泼
保护气
为什么氮气可以用作保护气呢？
思考
氮气用作保护气
灯泡
薯片等食品
金属焊接
用 途
性 质
决定
体现
液 氮 汽 化 吸 热
为什么液氮可用于制造低温环境呢？
思考
资料卡片
液氮沸点：-195.8℃
制取氮肥、合成燃料、制造炸药
氮气
用途
性质
用作保护气：灯泡、食品、焊接金属
化学性质不活泼
液氮汽化吸热
（物理性质）
制造低温环境：
医疗、超导材料
氮气 + 氢气 氨气
催化剂
高温 高压
制化肥
决定
体现
决定
体现
归纳
你知道这是什么气体的作用吗？
为什么稀有气体可以制成电光源呢？
决定
体现
通 电 发 光
用 途
性 质
【物理性质】
粉红色光
红光
紫蓝色光
特强白光
稀有气体
稀有气体还有哪些用途呢？
决定
体现
用 途
性 质
资料卡片
稀有气体曾被叫做“惰性气体”，因为化学性质不活泼
保护气
氦气
液氦汽化吸热
（物理性质）
用途
性质
①化学性质不活泼
②氦气的密度比空气的小
制造低温环境
飞艇、热气球
决定
体现
决定
体现
资料卡片
液氦沸点：-268.8℃
归纳
稀有气体
用途
性质
通电发光（物理性质）
电光源：霓虹灯、航标灯、闪光灯等
化学性质不活泼
用作保护气：灯泡、金属焊接等
液氦汽化吸热 （物理性质）
液氦：制造低温环境
氦气：飞艇、热气球
决定
体现
决定
体现
决定
体现
①化学性质不活泼
②氦气的密度比空气的小
决定
体现
1. 下列物质中，不属于空气成分的是(　　)
A. 氧气 B. 氢气
C. 二氧化碳 D. 氮气
B
针对训练
Ⅲ 怎样区分混合物和纯净物
空气
海水
糖水
食盐水
白酒
汽水
由多种物质组成
混合物
红磷 (P)
氧气 (O2)
五氧化二磷(P2O5)
二氧化碳 (CO2)
水 (H2O)
水银 (Hg)　
只由一种物质组成
纯净物
可以用专门的
化学符号来表示
各成分之间一般
不发生化学变化，
保持各自的性质
从组成物质的种类上看，下列物质有什么特点？
1. 下列物质中，属于纯净物的是(　 　)
A.洁净的空气　　 B.纯净的海水
C.冰水混合物　 D.清凉的井水
C
易 错 警 示
不能根据物质的名称来区分纯净物和混合物。
针对训练
课堂小结
空气
混合物
纯净物
…
组成
分离
包含
是一种宝贵的资源
空气中氧气含量的测定
各有用途
氧气（O2）
氮气（N2)
氦气（He）
性质
用途
决定
体现
1. (2022昆明)2021年12月9日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国“天和号”空间站进行“天宫课堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同。“人造空气”中氧气含量约为(　　 )
A. 78% B. 21%
C. 0.94% D. 0.03%
B
创新题·中国科技
随堂检测
2.用下图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是( 　 )
A.集气瓶中产生大量白烟　　　
B.红磷燃烧一段时间后熄灭　　　
C.烧杯中的水倒吸进入集气瓶　　　
D.集气瓶中水面最终上升至2处
D
1
2
3
4
5
3. 下列物质的用途主要利用了其物理性质的是(　 　)
A. 氧气用于炼钢
B. 稀有气体用作金属焊接时的保护气
C. 稀有气体制作霓虹灯
D. 氧气用于潜水、登山
C
支持燃烧
化学性质不活泼
通电发光
供给呼吸
4. 空气是自然界赋予人类的重要资源。研究空气的成分，正确认识空气，合理利用空气是化学的学习任务之一。某同学利用燃磷法测定空气中氧气含量，实验过程如图所示。
(1)该实验测得氧气的体积分数约是
___%。与实际值进行对比，说明存
在误差的可能原因是_________。
(2)燃烧结束时，试管里剩余气体的主要性质是__________________________________。
18
装置漏气
不能燃烧，不支持燃烧，不易溶于水
5. (2022乐山)为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示，(部分夹持装置已忽略)，实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是(　　)
A. 红磷燃烧的文字表达式可以表示为：红磷＋氧气 五氧化二磷
B. 待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动
C. 实验结束后试管内气体的主要成分为氮气
D. 改进后的装置能减少测量误差，且对环境
更友好
点燃
氧气被消耗，试管内压强减小，在大气压的作用下，活塞向左移动。
B